JPH0554399B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、都市固形廃棄物の処理方法に関する
ものであり、特に、都市固形廃棄物を無機物、有
機物、合成物質の部分のそれぞれに分離、分類で
きるように改良された方法に関するものである。
無機物部分の主なものは、金属、ガラス容器から
成り、一方残余のものは、石、セラミツク、車の
部品、建築材等の破片から成つている。一般に合
成物質部分は、衣料品のような様々な物質に加え
て、プラスチツク容器、プラスチツク膜、おもち
や、歯ブラシ等から成る。一般に有機物の部分
は、都市固形廃棄物重量の80％以上に相当し、ほ
とんどが、紙製品のようなリグノセルロースから
成り、残余のものは家畜の排泄物、生ごみ、動物
の死骸等から成つている。 都市固形廃棄物の有機物の部分はアルコールや
他の化学製品への転換のために工業国の最も経済
的で評価し得るリグノセルロース供給原料源に相
当する。同時に、都市固形廃棄物は工業国が、天
然資源破壊や土地利用有効性減少の理由から、解
決を見出すために試みられている環境問題でもあ
る。 従来、最も一般的な都市固形廃棄物質の分類
（仕分け）方法は、廃棄物質が、まず微細な大き
さに寸断または粉砕される空気分類（ふるい）法
によるものであつた。この物質は上向流の空気を
受け、そこで重量物質は沈降し、軽量部分は浮遊
する。軽量部分の主なものは、紙、プラスチツク
膜、織物等から成り、一方重量部分は濡れた紙、
金属、ガラス、プラスチツク、果物、野菜、肉、
木等から成る。この方法は、都市固形廃棄物質の
寸断に多大の時間とエネルギーを必要とする。ま
た廃棄物質が適当に金属、ガラス、プラスチツ
ク、紙、生ごみ等に分類されないため、ガラス、
金属の破片は、軽量部分の中に留められる。 他の公知方法は、パルプ化のための製紙工業技
術を使用するものであつて、固形廃棄物は縮少サ
イズにされ、有機部分は固形物約３％のスラリー
にされる大きな容器中に配置される。重い金属、
ガラス、石等は沈殿や遠心分離によつて除去され
る。この方法もまた固形物３％のスラリーを生成
するには大量の水が必要とされ、使用エネルギー
増大となる。燃料として使用される製品を生成す
るためにスラリーから水を除いて水分50％以下の
固形物にすることによつて、この過剰の水が除去
されなければならない。 米国特許第4050899号は、固形廃棄物質が脱水、
粉砕され、開放された穴に排出されるという固形
廃棄物の粉砕方法を開示している。米国特許第
4342830号では、柔かくなつた有機物を急激な圧
力降下のもと貫通口を通し、それによつて缶やビ
ンのような無機物が後に残されるといつた蒸気圧
力分離法が開示されている。この方法は、柔かく
なつた有機物の押し通しに使用された蒸気の再生
が困難である点で、都市固形廃棄物の分類（仕分
け）に費やされた従来の方法よりさらに使用エネ
ルギーの増大となる。 本発明によれば、無機物質と、発酵性物質を含
む有機物質との分離と再生のために、水分の存在
下に都市固形廃棄物を処理する方法であつて、 圧力室に上記廃棄物を供給すること、 水分の存在下に上記圧力室にて上記廃棄物を攪
拌すること、 圧力約2.7〜5.1バール（ゲージ）の範囲内で、
約30〜90分間、上記圧力室内の上記廃棄物を加熱
して上記廃棄物を処理、滅菌し、そこに含まれた
有機物質を柔らかくすること、 処理された上記廃棄物を無機物部分を含む種々
の部分に分離、分類すること、 を含む都市固形廃棄物の処理方法において、 上記有機物部分の微細物の残留水分含量が約60
〜70％になるように、上記圧力室で処理される上
記廃棄物の水分含量を調節すること、及び 処理された廃棄物を分離、分類する前に上記圧
力室から処理された廃棄物を排出すること、 を特徴とする処理方法が提供される。 圧力室内で生成された固形物質は容易に採取産
業に共通な振動ふるいのような従来の分離装置で
容易に分離、分類がなされるであろう。固体廃棄
物は利益のある形で処置される。おそらく水は廃
棄物に加えられ、すくなくともその一部はアルコ
ールや他の化学製品の収量を増大し得る下水スラ
ツジの形である。 本発明の方法は分離前に寸断することなく、発
酵のために都市固形廃棄物の有機部分の滅菌、粒
径の縮小及び一部の加水分解を改善することがで
きる。 次に本発明を容易に理解できるように実施例に
基づき説明する。 第１図によると、都市固形廃棄物がエンドレス
コンベアベルト１２によつて供給され、導入され
る上部の出入口１１を有する圧力室１０が示され
ている。おそらく圧力室１０は圧力室１０の排出
底壁１５の下部に備えられた排出戸１３から最終
産出物を排出するために重力が助けとなるよう
に、水平から約15°傾斜のある細長な円筒形の室
である。この圧力室１０はすくなくとも5.1バー
ル（ゲージ圧）の圧力に耐え得る。 室１０に供給された廃棄物質は攪拌器例えば混
合フイン（fin）によつて攪拌され、モーター１
７によつて作動する中心部に配置された縦軸１６
によつて運ばれる。 図に示されているように、蒸気供給管１８は圧
力室１０の下部と接続している。室１０の圧力は
圧力調節バルブ１９によつて、廃棄物質を処理、
滅菌し、それに含まれる有機物質を柔かくするた
めに約30分から90分間、圧力約2.7バールから5.1
バール（ゲージ圧）に調節される。好ましくは圧
力は、約3.4バールで約60分間維持される。圧力
室１０内の温度は蒸気によつて約130℃から約160
℃の範囲内に維持される。 圧力室１０の戸１３から排出された生成物は振
動スクリーンユニツトに落され、その振動スクリ
ーンユニツトは約50mmメツシユの上部スクリーン
部材２２と、約13mmメツシユの下部スクリーン部
材２３を有し、２１によつて示される。したがつ
て、微細粒子と中間粒径の粒子を有する物質は上
部スクリーン部材２２を通り抜け、粗大径粒を有
する物質は２４として、そこから排出されるまで
上部スクリーン部材２２に残される。微細粒子を
有する物質は下部スクリーン部材２３を通過し２
７で排出される一方、中間粒径の粒子は２６とし
て排出されるまで下部スクリーン部材２３に残さ
れる。 振動スクリーンユニツト２２，２３が効果的に
廃棄物を分離、分類するために、圧力容器の内部
環境が正確に調節されなければならない。廃棄物
質を処理、滅菌し、それに含まれる有機物質を柔
かくするために、約30分から90分間、約2.7バー
ルから5.1バールの範囲の圧力を維持するための
パラメーターに加えて、重要でかつ、都市固形廃
棄物質の種々の部分の適切な分離、分類を確実に
するよう正確に調節されなければならない付加的
パラメーターがある。即ち、有機物部分の微細物
の残留水分含量が約60〜70％、実際の操作におい
ては好ましくは約65％になるように、圧力室内で
処理される廃棄物質の水分含量が調節されること
が基本的なことである。圧力室１０内で処理され
る廃棄物質の水分含量が、前記のような残留水分
含量を有する有機物部分の微細物の生成のため正
確に調節されない場合には、処理された廃棄物質
の種々の部分は互いに分離されず、また経済的に
分類することができないことが明らかにされた。 圧力室に導入された成分の効果的な熱移動と効
果的な混合を付与するために、圧力室内に供給さ
れた全成分の容量が、圧力室の総容積の約70％を
超えるべきではない。 本発明方法が実施される手法の一つの実施例と
して、272Kgの都市固形廃棄物がエンドレスベル
ト１２により圧力室１０の出入口１１に供給され
る。38℃で136Kgの主要な下水スラツジが圧力室
に加えられる。蒸気が圧力室に導入され、圧力が
3.4バール（ゲージ圧）まで上昇するようにバル
ブ１９によつて調節され、この圧力がそれから１
時間維持される。物質は、圧力室に導入されたす
べての成分間で効果的な混合と熱移動がもたらさ
れるように１時間継続的に混合される。蒸気は１
時間後に放出され、生成物は戸１３を通して振動
スクリーンユニツト２１に排出される。以下「粗
大物（overs）」として示される、ビン、缶等のよ
うな粗大粒子を有する物質は２インチメツシユの
スクリーン２２に残される。以下「中間物
（middles）」として示される、さらに処理を必要
とするビンのふた、コイン、割れたガラス、トウ
モロコシの穂軸、木片や他の有機物のような中間
粒径粒子を有する物質は50mmメツシユのスクリー
ン２２を通過し、13mmメツシユのスクリーン２３
上に残される。両方のスクリーン２２，２３を通
過する物質は以下「微細物（fines）」として示さ
れるアルコールや他の化学製品への転換に適した
有機物部分である。 前記の実施例が数回繰り返された。振動スクリ
ーンユニツト２１での都市固形廃棄物の分離、分
類の平均値が以下に示される。

【表】 ここでの処理時間は、圧力容器が完全に蒸気圧
に達したとき開始し、圧力が解除されて終了する
その間をいう。従つて、この時間が短い程、必要
エネルギーは少なく、時間単位につき処理され得
る都市固形廃棄物と下水スラツジの量が多い。第
２図に示されたグラフは、Ａで示された「微細
物」、Ｂで示された「中間物」、Ｃで示された「粗
大物」の間で処理された都市下水廃棄物の配分に
対する処理時間の効果を示している。処理圧力は
およそ4.1バールで、加熱時間は約40分であつた。
約90Kgの水が各作動中に272Kgの都市固形廃棄物
に加えられた。第２図から、処理時間の減少は、
「微細物」部分を減少させ、「中間物」部分を増加
させたことがわかるであろう。「粗大物」の重量
は、処理時間の減少に従つて、わずかに増加し
た。その場合、その組成の相違は殆んど留意され
なかつた。 他の例においては、272Kgの都市固形廃棄物と
90Kgの水が室１０に導入され、蒸気は圧力が4.1
バールに達するまで注入された。圧力室の内容物
はその圧力下で60分間処理された。「粗大物」「中
間物」「微細物」の３つの部分の重量を初めの都
市固形廃棄物の重量と比較すると、「微細物」の
収量は2.7バールより低いと急速に低下した。第
３図は、処理時間が60分で約90Kgの水が272Kgの
都市固形廃棄物に加えられた上記実施例におい
て、処理された都市固形廃棄物の分布に対する圧
力の効果を示している。 第４図は、処理時間が30分で約90Kgの水が272
Kgの都市固形廃棄物に加えられた、「微細物」「中
間物」「粗大物」の間で処理された都市固形廃棄
物の分布に対する圧力の効果を示している。この
実施例において、「微細物」部分の重量の減少と
「中間物」部分重量の増加は、圧力が減少するに
つれて顕著であつた。圧力3.4バールから4.1バー
ルにおいて実施された次の実験は、なんの重大な
違いをも示さなかつた。 実際上は、都市固形廃棄物に加えられた水又は
下水スラツジ（４％固形物）量の変化が蒸気によ
つて分類された有機物をスクリーニングするため
の能力に対して重要な効果を有した。最も効果的
なスクリーンニングは、60％から70％の水分含量
を有する物質の場合であつた。この水準は272Kg
の都市固形廃棄物につき、90Kgから180Kgの水の
添加によつて認められた。これは第５図に例示さ
れている。 最適操作条件は処理時間を約60分とし、3.4バ
ールの蒸気圧で約65％の残留水分含量を有する有
機物部分の微細物を生成すべく圧力室において水
分含量が調節されることであることが明らかにな
つた。そして、その有機物部分は60分間、3.4バ
ールの圧力下で処理される約272Kgの都市固形廃
棄物と90Kgの水または下水スラツジで生成され得
るものである。第６図のデータは、下水スラツジ
が、蒸気によつて分類される有機物に対して重要
な影響がなく、水の代用物として都市固形廃棄物
に加えられることを示している。 「中間物」は通常処理された都市固形廃棄物に
おける「微細物」物質の約30％を示している。ま
た、「中間物」は、13mmメツシユスクリーンを通
過するには粗大すぎるが50mmメツシユスクリーン
２２を通過するには十分微細である蒸気により分
離された有機物も含む。そのような蒸気により分
離された有機物は、グルコースへ続く加水分解の
ためには粗大すぎる。 本発明の方法は土地に投棄されていた都市固形
廃棄物の容量を約92％減少させるであろうと思わ
れる。そのような容量の減少は、「微細物」の除
去、「中間物」の再処理、第一鉄や第一鉄でない
物質の再生利用によるものである。この方法はま
た、従来、土地に投棄されていた有用な物質を再
生することを可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施するために使用さ
れる一実施例の装置を示す構成図である。第２図
は処理された都市固形廃棄物における、微細粒
子、中間粒子、粗大粒子を有する物質の間での分
布に対する処理時間の効果を示すグラフである。
第３図及び第４図は、処理された都市固形廃棄物
における微細粒子、中間粒子、粗大粒子を有する
物質の間での分布に対する圧力の効果を示すグラ
フである。第５図は処理された都市固形廃棄物に
おいて、微細粒子、中間粒子、粗大粒子を有する
物質間での分布において、272Kg（600ポンド）の
都市固形廃棄物につき加えられた水量の効果を示
すグラフである。第６図は、処理された都市固形
廃棄物において、微細粒子、中間粒子、粗大粒子
を有する物質間での分布に対する操作中に使用さ
れた総蒸気量の効果を示すグラフである。 １０……圧力室、１１……出入口、１２……コ
ンベアベルト、１３……排出戸、１５……底壁、
１６……軸、１７……モーター、１８……蒸気供
給管、１９……バルブ、２１……振動スクリーン
ユニツト、２２，２３……スクリーン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無機物質と、発酵性物質を含む有機物質との
   分離と再生のために、水分の存在下に都市固形廃
   棄物を処理する方法であつて、 圧力室に上記廃棄物を供給すること、 水分の存在下に上記圧力室にて上記廃棄物を攪
   拌すること、 圧力約2.7〜5.1バール（ゲージ）の範囲内で、
   約30〜90分間、上記圧力室内の上記廃棄物を加熱
   して上記廃棄物を処理、滅菌し、そこに含まれた
   有機物質を柔らかくすること、 処理された上記廃棄物を無機物部分を含む種々
   の部分に分離、分類すること、 を含む都市固形廃棄物の処理方法において、 上記有機物部分の微細物の残留水分含量が約60
   〜70％になるように、上記圧力室で処理される上
   記廃棄物の水分含量を調節すること、及び 処理された廃棄物を分離、分類する前に上記圧
   力室から処理された廃棄物を排出すること、 を特徴とする処理方法。 ２ 上記室内の上記廃棄物は約130〜160℃の温度
   に加熱されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ３ 加圧蒸気が上記廃棄物を加熱し圧力をかける
   ために、上記圧力室に導入されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４ 上記廃棄物が上記圧力室内で、約60分間、加
   熱、及び加圧されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項、第２項又は第３項記載の方法。 ５ 上記圧力室内の上記廃棄物が、約3.4バール
   の圧力を受けることを特徴とする特許請求の範囲
   第１〜４項のいずれかに記載の方法。 ６ 上記有機物部分の微細物の残留水分含量が約
   65％であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜５項のいずれかに記載の方法。 ７ 上記圧力室に供給される全成分が、上記圧力
   室の総容積の約70％を超えないことを特徴とする
   特許請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の方
   法。 ８ 上記廃棄物の３重量部に対して水が約１〜２
   重量部加えられることを特徴とする特許請求の範
   囲第１〜７項のいずれかに記載の方法。 ９ 上記廃棄物の６重量部に対して水が約２〜３
   重量部加えられることを特徴とする特許請求の範
   囲第８項記載の方法。 １０ 室内に存在する水分の少なくとも１部が添
   加された下水スラツジであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１〜９項のいずれかに記載の方
   法。